JP7009622B2 - Vehicles with hybrid-powertrain and hybrid-powertrain - Google Patents

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Description

本発明は、好適には自動車用のハイブリッド－パワートレーンならびにこのようなハイブリッド－パワートレーンを備えた自動車に関する。 The present invention preferably relates to a hybrid-power train for an automobile and an automobile equipped with such a hybrid-power train.

先行技術から、内燃機関、大抵はオットーエンジンまたはディーゼルエンジンと、電気機械と、が設けられている自動車用のハイブリッド－パワートレーンが知られている。電気機械は、その被動部、通常は２つの駆動輪を介して、自動車を駆動するために調整されている。電気機械は、並列にまたは直列に接続されている。パラレル－シリーズ－ハイブリッドでは、電気機械が自動車の独立した駆動のために調整されていると同時に、内燃機関からのトルクも被動部に引渡し可能である。幾つかの用途では、構造空間は極めて制限されており、あらゆる状況における始動のために必要となるトルクを提供するために、過度に小さく寸法設計されている電気機械を使用することが有利であるようにみえる。たとえば、このような寸法設計に基づくと、電気機械のトルクが斜面での始動時に十分ではない。このために、内燃機関を付加的にまたは単独で始動のために使用することが考えられている。これを実現するために、いわゆるトルクコンバータ（Torque Converter）が使用される。このようなトルクコンバータは、一実施形態ではエンジン側に第１の羽根車を有しており、被駆動側に第２の羽根車を有している。トルクは、第１の羽根車から回転された液体によってのみ第２の羽根車へと伝達可能である。これにより効率が比較的低い場合でも、小さな構造空間および少ない構成要素で穏やかな始動が可能になっている。さらに、このような構成では、電気機械がメイン駆動装置として調整されており、内燃機関は、電気機械のトルクが十分ではない場合に、代替的にまたは支援的に干渉する。使用可能な構造空間が特に少ない場合、電気機械は、蓄電池を再びチャージするためにさらに発電機として使用される。他方では、駆動は、内燃機関と、トルクの一部にのみによる駆動だけが可能である。代替的には、発電機が設けられておらず、蓄電池は、プラグ－イン－ハイブリッドとして単に外部のエネルギ源を介して、つまりコンセントを介してチャージ可能である。 From the prior art, hybrid-powertrains for automobiles are known, which are equipped with an internal combustion engine, usually an Otto engine or a diesel engine, and an electric machine. The electromechanical machine is tuned to drive the vehicle via its driven parts, usually two drive wheels. The electromechanical machines are connected in parallel or in series. In the parallel-series-hybrid, the electric machine is tuned for the independent drive of the vehicle, while the torque from the internal combustion engine can also be delivered to the driven part. In some applications, the structural space is extremely limited and it is advantageous to use an electromechanical machine that is overly small and dimensionally designed to provide the torque required for starting in all situations. Looks like. For example, based on such a dimensional design, the torque of the electromechanical machine is not sufficient when starting on a slope. For this reason, it is considered to use an internal combustion engine for starting additionally or alone. To achieve this, a so-called torque converter is used. In one embodiment, such a torque converter has a first impeller on the engine side and a second impeller on the driven side. Torque can only be transmitted to the second impeller by the liquid rotated from the first impeller. This allows for a gentle start with a small structural space and few components, even when the efficiency is relatively low. Further, in such a configuration, the electric machine is tuned as the main drive, and the internal combustion engine interferes alternativeally or assistively when the torque of the electric machine is not sufficient. If the available structural space is particularly small, the electrical machine is further used as a generator to recharge the battery. On the other hand, the drive can only be driven by the internal combustion engine and only part of the torque. Alternatively, there is no generator and the battery can be charged simply as a plug-in-hybrid through an external energy source, i.e. through an outlet.

つまり、利用可能な構造空間が極めて小さな場合にも、基本的に使用可能なできるだけ多くの駆動力源を使用可能にすることが試みられている。 That is, attempts have been made to enable as many driving force sources as possible, which are basically available, even when the available structural space is extremely small.

このことを起点として、本発明の根底を成す課題は、先行技術から公知の欠点を少なくとも部分的に克服することにある。本発明の特徴は、独立請求項から判る。この独立請求項に対して有利な構成が従属請求項に挙げられている。請求項に記載された特徴は、技術的に有意なあらゆる形式で組み合わせることができ、これに対して、本発明の補足的な構成を含む以下の説明ならびに図面から判る特徴の説明を照会することができる。 With this as a starting point, an object underlying the present invention is to at least partially overcome the shortcomings known from the prior art. The features of the present invention can be seen from the independent claims. An advantageous configuration for this independent claim is listed in the dependent claim. The features described in the claims can be combined in any form that is technically significant, whereas the following description, including the complementary configuration of the invention, as well as a description of the features as can be seen from the drawings are referenced. Can be done.

本発明は、ハイブリッド－パワートレーンであって、少なくとも以下の構成要素、すなわち、
トルクを引き渡すための駆動シャフトを備えた内燃機関と、
トルクを電気エネルギに変換するための発電機シャフトを備えた発電機と、
トルクを引き渡すためのロータシャフトを備えた電気機械と、
駆動シャフトのトルクおよびロータシャフトのトルクを伝達するために調整されている伝動機構と、
内燃機関および／または電気機械により入力されたトルクの消費器としての被動部と、
駆動シャフトから被動部へのトルク伝達を接続し、また遮断するための少なくとも１つの遮断クラッチと、
を有している、ハイブリッド－パワートレーンに関する。 The present invention is a hybrid-power train with at least the following components, i.e.
An internal combustion engine with a drive shaft to deliver torque,
A generator with a generator shaft to convert torque into electrical energy,
An electric machine with a rotor shaft to deliver torque,
With a transmission mechanism that is tuned to transmit drive shaft torque and rotor shaft torque,
A driven part as a consumer of torque input by an internal combustion engine and / or an electric machine,
With at least one disengagement clutch to connect and disengage torque transmission from the drive shaft to the driven portion,
Has a hybrid-powertrain.

ハイブリッド－パワートレーンは、特に、発電機が、駆動シャフトと伝動機構との間のトルク伝達経路内に配置されていることを特徴とする。 The hybrid-power train is particularly characterized in that the generator is located in a torque transfer path between the drive shaft and the transmission mechanism.

本明細書において提案されるハイブリッド－パワートレーンでは、内燃機関軸線を中心として回転可能な駆動シャフト、たとえばクランクシャフトを備えた内燃機関と、発電機軸線を中心として回転可能な発電機シャフトを備えた発電機と、ロータ軸線を中心として回転可能なロータシャフトを備えた電気機械と、が設けられている。内燃機関と電気機械とは、一緒に伝動機構、たとえばギヤ段伝動機構（Zahnradstufengetriebe）を介して被動部に接続されている。自動車では、被動部は、たとえば１つの駆動輪、好適には１つの共通の車軸、つまりたとえば後車軸または前車軸の２つの駆動輪を形成し、あるいは好適には、接続可能かつ遮断可能に全輪駆動における全ての車輪を形成する。 The hybrid-powertrain proposed herein includes an internal combustion engine with a drive shaft that is rotatable about the internal combustion engine axis, such as a crankshaft, and a generator shaft that is rotatable about the generator axis. A generator and an electric machine equipped with a rotor shaft that can rotate around the rotor axis are provided. The internal combustion engine and the electric machine are connected together to the driven portion via a transmission mechanism, for example, a gear stage transmission mechanism (Zahnradstufengetriebe). In an automobile, the driven parts form, for example, one drive wheel, preferably one common axle, i.e. two drive wheels, eg, a rear axle or a front axle, or preferably all connectable and disconnected. Form all wheels in wheel drive.

有利な実施形態によれば、電気機械は直接に伝動機構において入力側でフランジ締結されているので、軸方向で構造空間を節約した配列が達成されている。 According to an advantageous embodiment, the electromechanical machine is directly flanged on the input side in the transmission mechanism, so that an arrangement that saves structural space in the axial direction is achieved.

伝動機構は、固定的な変速比で、または可変の、たとえば切替え可能な変速比で構成されている。駆動シャフトとロータシャフトとは、伝動機構の１つの共通の入力側にトルク引渡しのために接続されている。特に好適には、駆動シャフトとロータシャフトとは、互いに整合して位置調整されている。一実施形態では、ロータシャフトは付加的に、好適には固定的な変速比の伝動機構、たとえばプラネタリ伝動機構（Planetengetriebe）を有しており、このプラネタリ伝動機構によって、内燃機関および電気機械の回転数範囲が同一の領域に移行されている。 The transmission mechanism is composed of a fixed gear ratio or a variable gear ratio, for example, a switchable gear ratio. The drive shaft and the rotor shaft are connected to one common input side of the transmission mechanism for torque transfer. Particularly preferably, the drive shaft and the rotor shaft are aligned and aligned with each other. In one embodiment, the rotor shaft additionally has a transmission mechanism, such as a planetengetriebe, which preferably has a fixed gear ratio, through which the planetary transmission mechanism rotates an internal combustion engine and an electric machine. Several ranges have been moved to the same area.

本明細書において提案されるハイブリッド－パワートレーンは、少なくとも１つの遮断クラッチを有している。遮断クラッチは、内燃機関と被動部との間のトルク伝達を遮断することを可能にする。したがって、内燃機関の著しい慣性質量が継続的に引き摺られる必要はなく、純粋な電気的な走行が可能になっている。 The hybrid-powertrain proposed herein has at least one disengagement clutch. The disengagement clutch makes it possible to disengage the torque transmission between the internal combustion engine and the driven portion. Therefore, the significant inertial mass of the internal combustion engine does not need to be continuously dragged, and pure electric running is possible.

本明細書において今、発電機が、被動部と伝動機構との間のトルク伝達経路内に配置されていることが提案されている。発電機は、たとえばベルトスタータ発電機（Riemen-Starter-Generator）として、たとえばその発電機軸線で内燃機関軸線に対して平行に配置されている。好適な実施形態では、発電機は駆動シャフトに対して同軸的に配置されている。発電機は、たとえばトルクコンバータを有する冒頭で述べたバリエーションと比較して構造空間ニュートラルに、トルクコンバータの代わりに使用されている。電気機械のトルクが十分ではない場合に、内燃機関を接続することができ、したがって必要となるトルクは単に内燃機関から被動部に引渡し可能であるか、電気機械のトルクと一緒に１つの共通の伝動機構を介して被動部に導入される支援トルクが引渡し可能である。さらに、遮断クラッチによって、内燃機関が切り離されている、以下に説明される切替え状態が達成可能である。 It is now proposed herein that the generator is located in the torque transfer path between the driven portion and the transmission mechanism. The generator is arranged, for example, as a belt starter generator (Riemen-Starter-Generator), for example, in the generator axis parallel to the internal combustion engine axis. In a preferred embodiment, the generator is located coaxially with the drive shaft. Generators are used in place of torque converters, for example in structural space neutral compared to the variations mentioned at the beginning with torque converters. If the torque of the electric machine is not enough, the internal combustion engine can be connected, so the required torque can simply be passed from the internal combustion engine to the driven part, or one common along with the torque of the electric machine. The support torque introduced into the driven portion via the transmission mechanism can be delivered. Further, the shut-off clutch makes it possible to achieve the switching state described below in which the internal combustion engine is disconnected.

有利な実施形態によれば、発電機は、電気的な駆動モータとしても運転可能である。したがって、トルク引渡し運転中の発電機により、内燃機関のトルクに対して付加的に支援トルクが引渡し可能であるか、または（遮断クラッチの配置に依存して）単に支援トルクだけが引渡し可能である。この支援トルクは、共通の伝動機構を介して被動部に入力される。 According to an advantageous embodiment, the generator can also be operated as an electrical drive motor. Therefore, the generator during the torque delivery operation can additionally deliver the assist torque to the torque of the internal combustion engine, or simply deliver the support torque (depending on the arrangement of the breaking clutch). .. This support torque is input to the driven portion via a common transmission mechanism.

有利な実施形態によれば、単独の遮断クラッチが設けられている。この単独の遮断クラッチは、以下の説明では第１の遮断クラッチとして、または第２の遮断クラッチとして説明されている。したがって、第２の遮断クラッチという概念は、第１の遮断クラッチが設けられていなければならないことを意味しないことを指摘しておく。明細書において使用される序数は、明確に反対のものが指摘されない限り、専ら一義的な区別をする働きをし、指定された構成要素の順序または優先順を示さない。 According to an advantageous embodiment, a single shut-off clutch is provided. This single disengagement clutch is described in the following description as a first disengagement clutch or as a second disengagement clutch. Therefore, it should be pointed out that the concept of a second shut-off clutch does not mean that a first break-off clutch must be provided. The ordinal numbers used in the specification serve exclusively as a unique distinction and do not indicate the order or priority of the specified components unless the exact opposite is pointed out.

ハイブリッド－パワートレーンの有利な実施形態によれば、遮断クラッチのうちの第１の遮断クラッチが、発電機に対して内燃機関側に配置されており、駆動シャフトと発電機シャフトとの間のトルク伝達が遮断クラッチにより遮断可能であり、好適には第１の遮断クラッチが軸方向で重畳して発電機に接続されている。 According to an advantageous embodiment of the hybrid-power train, the first disengagement clutch of the disengagement clutches is located on the internal combustion engine side with respect to the generator and the torque between the drive shaft and the generator shaft. The transmission can be cut off by the cutoff clutch, and preferably, the first cutoff clutch is superimposed in the axial direction and connected to the generator.

この有利な実施形態では、遮断クラッチが内燃機関側に配置されている、つまり、駆動シャフトと発電機の発電機シャフトとの間に配置されている。これにより、確かに内燃機関が被動部から切離し可能であるが、発電機シャフトは継続的に被動部に接続されている。つまり、内燃機関および発電機の協働によるチャージ運転は、同時に駆動シャフトが被動部に接続されている場合にのみ可能である。しかし、内燃機関側で形成されたトルクを、チャージ電圧を形成するための発電機の抵抗モーメントにより消費することも可能であるので、内燃機関のトルクは被動部に引き渡されないか、トルクの一部しか被動部に引き渡されない。 In this advantageous embodiment, the shutoff clutch is located on the internal combustion engine side, that is, between the drive shaft and the generator shaft of the generator. As a result, the internal combustion engine can certainly be separated from the driven portion, but the generator shaft is continuously connected to the driven portion. That is, the charge operation by the cooperation of the internal combustion engine and the generator is possible only when the drive shaft is connected to the driven portion at the same time. However, since the torque formed on the internal combustion engine side can be consumed by the resistance moment of the generator for forming the charge voltage, the torque of the internal combustion engine is not passed to the driven part or is one of the torques. Only the part is handed over to the driven part.

特に有利な実施形態によれば、発電機が電気的な駆動モータとして運転可能であるので、内燃機関が、または内燃機関だけが（支援）トルクの引渡しのために調整されているのではなく、発電機も電気的な駆動モータとして（支援）トルクを引き渡すことができる。遮断クラッチは、この遮断クラッチが単独の遮断クラッチである限り、好適には摩擦クラッチとして、たとえば多板クラッチとして構成されているので、一方では発電機シャフトを駆動シャフトに対して同期化する必要がなく、他方では駆動シャフトの最小回転数（ほぼアイドル回転数）にもかかわらず比較的穏やかなトルク上昇が達成可能である。さらに、摩擦クラッチは、スタータ発電機としての発電機を介して始動させるために適しており、駆動シャフトはこの摩擦クラッチを介して滑るように始動可能である。 According to a particularly advantageous embodiment, the generator can be operated as an electrical drive motor, so that the internal combustion engine, or only the internal combustion engine, is not tuned for (assisted) torque delivery. The generator can also deliver (support) torque as an electrical drive motor. The breaking clutch is preferably configured as a friction clutch, for example a multi-plate clutch, as long as the breaking clutch is a single breaking clutch, on the other hand it is necessary to synchronize the generator shaft with the drive shaft. On the other hand, a relatively gentle torque increase can be achieved despite the minimum rotation speed of the drive shaft (nearly idle rotation speed). Further, the friction clutch is suitable for starting through a generator as a starter generator, and the drive shaft can be slidably started through the friction clutch.

ハイブリッド－パワートレーンの有利な実施形態によれば、発電機に対して伝動機構側に、遮断クラッチのうちの第２の遮断クラッチが配置されている。この第２の遮断クラッチにより、内燃機関と伝動機構との間のトルク伝達が遮断可能である。 According to an advantageous embodiment of the hybrid-power train, a second cutoff clutch of the cutoff clutches is arranged on the transmission mechanism side with respect to the generator. By this second cutoff clutch, the torque transmission between the internal combustion engine and the transmission mechanism can be cut off.

第２の遮断クラッチという概念は、第１の遮断クラッチが設けられていなければならないことを意味しないことをもう一度指摘しておく。提案される第２の遮断クラッチは、一実施形態によれば、内燃機関と伝動機構との間のトルク伝達経路内の唯一の遮断クラッチである。 It should be pointed out again that the concept of a second shut-off clutch does not mean that a first break-off clutch must be provided. The proposed second disengagement clutch is, according to one embodiment, the only disengagement clutch in the torque transmission path between the internal combustion engine and the transmission mechanism.

この有利な実施形態では、遮断クラッチが伝動機構側に、つまり発電機の発電機シャフトと伝動機構の入力側との間に配置されている。 In this advantageous embodiment, the shutoff clutch is arranged on the transmission mechanism side, that is, between the generator shaft of the generator and the input side of the transmission mechanism.

つまり、第２の遮断クラッチは、発電機に対して伝動機構側に配置されている。つまり、発電機は、この第２の遮断クラッチにより伝動機構から切離し可能であるが、この第２の遮断クラッチによっては駆動シャフトから切離し可能ではない。この第２の遮断クラッチは、内燃機関による蓄電池のチャージを可能にする一方で、同時に電気機械によってトルクが被動部に引渡し可能である。つまり、対応する電気的な接続（Beschaltung）では、蓄電池が空であるか、または制御技術的な理由から有効電圧を引き渡すことができない場合に、電気的な引続き走行が可能である。このことは、発電機において形成された電圧が、内燃機関の運転によって少なくとも部分的に、電気機械への供給のために直接に引き渡されることにより達成可能である。第２の遮断クラッチが締結されると、内燃機関および（電気的な駆動モータとしての）発電機による被動部の単独の駆動またはブースタ、つまり電気機械のロータシャフトを介したトルクの同時的な引渡し時の支援トルクの引渡しが可能である。さらに、内燃機関によってトルクの一部を被動部に提供し、蓄電池をチャージするためにトルクの一部を発電機を介して消費することが可能である。 That is, the second cutoff clutch is arranged on the transmission mechanism side with respect to the generator. That is, the generator can be disengaged from the transmission mechanism by the second disengagement clutch, but cannot be disengaged from the drive shaft by the second disengagement clutch. The second disengagement clutch allows the internal combustion engine to charge the storage battery, while at the same time allowing torque to be delivered to the driven portion by an electric machine. That is, the corresponding electrical connection (Beschaltung) allows electrical continuation if the battery is empty or the active voltage cannot be delivered due to control technical reasons. This can be achieved by the voltage formed in the generator being delivered directly for supply to the electrical machine, at least in part, by the operation of the internal combustion engine. When the second disengagement clutch is engaged, the internal combustion engine and the generator (as an electrical drive motor) drive the driven part independently or booster, that is, the simultaneous delivery of torque through the rotor shaft of the electric machine. It is possible to deliver the support torque at the time. Further, the internal combustion engine can provide a part of the torque to the driven portion, and a part of the torque can be consumed through the generator to charge the storage battery.

ハイブリッド－パワートレーンの有利な実施形態によれば、駆動シャフトは切離し可能な発電機シャフトを介して巻掛け式伝動機構に単に間接的に接続されている。 According to an advantageous embodiment of the hybrid-power train, the drive shaft is simply indirectly connected to the winding transmission mechanism via a detachable generator shaft.

この実施形態によれば、内燃機関の駆動シャフトは、発電機シャフトを介して被動部に単に間接的に接続されている。このために、好適には発電機シャフトが駆動シャフトに対して同軸的に配置されている。この配列は、特に小さな構造形式を可能にし、それにもかかわらず、少なくとも１つの遮断クラッチにより、冒頭で説明したような所望のトルク経過を実現する。 According to this embodiment, the drive shaft of the internal combustion engine is simply indirectly connected to the driven portion via the generator shaft. For this reason, the generator shaft is preferably arranged coaxially with respect to the drive shaft. This arrangement allows for a particularly small structural form and nevertheless, with at least one breaking clutch, achieves the desired torque course as described at the outset.

好適な実施形態によれば、第１の遮断クラッチも第２の遮断クラッチも設けられている、つまりトルク伝達経路において発電機の左側と右側とに遮断クラッチが設けられている。これにより、ロータシャフトから被動部へのトルク引渡し中のチャージも、内燃機関から切り離された、電気的な駆動モータとして運転可能である発電機による純粋に電気的なブースタも可能である。 According to a preferred embodiment, both a first breaking clutch and a second breaking clutch are provided, i.e., breaking clutches are provided on the left and right sides of the generator in the torque transmission path. This allows for charging during torque transfer from the rotor shaft to the driven portion, as well as a purely electrical booster with a generator that is separated from the internal combustion engine and can be operated as an electrical drive motor.

ハイブリッド－パワートレーンの有利な実施形態によれば、上述の説明による第１の遮断クラッチおよび第２の遮断クラッチがトルク伝達経路内に、つまり発電機の前後に配置されている。好適には、第１の遮断クラッチおよび／または第２の遮断クラッチが形状結合式のクラッチまたは形状－力結合式のクラッチである。 According to an advantageous embodiment of the hybrid-power train, the first breaking clutch and the second breaking clutch according to the above description are arranged in the torque transmission path, that is, in front of and behind the generator. Preferably, the first disengagement clutch and / or the second disengagement clutch is a shape-coupling clutch or a shape-force-coupling clutch.

この有利な実施形態では、少なくとも１つの遮断クラッチが形状結合式のトルククラッチとして構成されているので、接続すべきシャフトが少なくとも狭い角速度領域で互いに同期化されなければならない。たとえば、遮断クラッチが爪クラッチとして構成されている。特に好適には、遮断クラッチが形状－力結合式（form-kraftschluessig）に構成されており、たとえばいわゆるウェッジクラッチ（Wedge Clutch）として構成されている。ウェッジクラッチは、１つのハブ円錐体と、（丸み付けされた）多角形の連行円錐体とを有している。連行円錐体は、好適には固体ばねとして構成され、対応して構成された収容円錐体と一緒に軸方向で導入可能である。このようなウェッジクラッチでは、２０～３０ｒｐｍ（１分間当たりの回転数）の相対回転数が切替え可能である。なぜならば、係合部が純粋な形状結合式に形成されているのではなく、力結合式に形成されているからである。 In this advantageous embodiment, since at least one breaking clutch is configured as a shape-coupled torque clutch, the shafts to be connected must be synchronized with each other in at least a narrow angular velocity region. For example, the disengagement clutch is configured as a claw clutch. Particularly preferably, the breaking clutch is configured as a form-kraftschluessig, for example as a so-called wedge clutch. The wedge clutch has one hub cone and a (rounded) polygonal entrainment cone. The entrained cone is preferably configured as a solid spring and can be introduced axially with the correspondingly configured containment cone. In such a wedge clutch, the relative rotation speed of 20 to 30 rpm (rotation speed per minute) can be switched. This is because the engaging portion is not formed in a pure shape-coupling formula, but in a force-coupling formula.

発電機の回転数が自由に調節可能であるので、駆動シャフトおよび／または伝動機構の入力側の間の相対回転数は、ゼロに調節可能または少なくとも十分にゼロに接近させることができるので、このような遮断クラッチの切り替えは（ほぼ）あらゆる状態で可能である。したがって、大きな相対回転数でのスリップが許容されている遮断クラッチは不要である。（どちらかというと）形状結合式の遮断クラッチは、接続に関して明らかに手間が少ない。 Since the rotation speed of the generator is freely adjustable, the relative rotation speed between the input side of the drive shaft and / or the transmission mechanism can be adjusted to zero or at least sufficiently close to zero. Switching of such a disengagement clutch is possible in (almost) all conditions. Therefore, there is no need for a breaking clutch that allows slip at high relative speeds. The (rather) shape-coupled shut-off clutch is clearly less laborious to connect.

一実施形態によれば、内燃機関側の（第１の）遮断クラッチは、摩擦クラッチであり、伝動機構側の（第２の）遮断クラッチは、（力－）形状結合式のクラッチである。発電機の回転数は精密に適合させて制御可能であるので、第２の遮断クラッチに回転数が存在している場合でも同期化が可能にされている。 According to one embodiment, the (first) disengagement clutch on the internal combustion engine side is a friction clutch, and the (second) disengagement clutch on the transmission mechanism side is a (force-) shape coupling type clutch. Since the rotation speed of the generator can be precisely adjusted and controlled, synchronization is possible even when the rotation speed is present in the second disengagement clutch.

代替的な実施形態では、第１の遮断クラッチが（力－）形状結合式のクラッチであり、第２の遮断クラッチが摩擦クラッチとして構成されている。この場合、発電機シャフトが駆動シャフトの必要な回転数にされる。第２の遮断クラッチにより、駆動シャフト（および伝動機構シャフト）において存在している回転数を、通常は摩擦クラッチを介して比較的穏やかに被動部に導入可能である。 In an alternative embodiment, the first breaking clutch is a (force-) shape-coupling clutch and the second breaking clutch is configured as a friction clutch. In this case, the generator shaft is set to the required rotation speed of the drive shaft. The second cutoff clutch allows the rotational speeds present on the drive shaft (and transmission mechanism shaft) to be relatively gently introduced into the driven portion, usually via the friction clutch.

別の代替形態では、両方の遮断クラッチが（力－）形状結合式のクラッチとして構成されており、好適には両方の遮断クラッチのうちの少なくとも１つの遮断クラッチが、ウェッジクラッチとして構成されている。伝動機構出力側に、つまり伝動機構と被動部との間に、スリップする別のクラッチ、たとえば摩擦クラッチもしくはスライドクラッチ（Rutschkupplung）またはトルクコンバータが設けられている限り、被動部における望ましくない飛躍的なトルク上昇は感知されない。 In another alternative form, both disengagement clutches are configured as (force-) shape-coupled clutches, preferably at least one of both disengagement clutches is configured as a wedge clutch. .. As long as another clutch that slips, such as a friction clutch or a slide clutch (Rutschkupplung) or a torque converter, is provided on the output side of the transmission mechanism, that is, between the transmission mechanism and the driven portion, an undesired breakthrough in the driven portion. No torque increase is detected.

しかし、発電機シャフトまたは第２の遮断クラッチの伝動機構側のクラッチパートナの間の固定的な接続部を備えた構成でも、望ましくない飛躍的なトルク上昇が被動部に伝達されない接続が可能である。たとえば、第２の遮断クラッチは、内燃機関を（スタータ）発電機により始動するために遮断される。代替的には、別個の始動器が設けられており、第１の遮断クラッチが遮断される。駆動シャフトが第１の遮断クラッチにより発電機シャフトから遮断されている間に、第２の遮断クラッチが締結される場合、駆動シャフトが被動部に対して（ほぼ）同一の回転数に到達するや否や、第１の遮断クラッチが締結される。代替的には、第２の遮断クラッチが開いている一方で、第１の遮断クラッチは、始動の時点以降または後続の（被動部とは無関係に同期化された）時点以降は、締結されたままである。伝動機構入力側と発電機シャフトとの間の回転数同化が達成された場合にはじめて、第２の遮断クラッチが締結される。伝動機構入力シャフトの回転数は、電気機械を介して、かつ／または電気的なモータブレーキ（回生）を介して正確に制御可能に調節可能である。切替え工程は、ドライバが回転数同化に気づかないように迅速に実施可能である。トルクが伝達されるべき場合に、切替え可能な円筒歯車伝動機構（Stirnradgetriebe）の、好適には固定的なトルク経路内に介在する歯の対が、歯と歯とが重なった位置（Zahn－auf－Zahn－Stellung）になることを阻止するために、電気機械および／または発電機によって緩慢かつ／またはトルクの弱い回転を、所望の（より大きな）トルクの導入前に実施可能であるので、歯の対はトルク飛躍なしに係合する。 However, even in a configuration with a fixed connection between the generator shaft or the clutch partner on the transmission mechanism side of the second cutoff clutch, a connection is possible in which an undesired dramatic increase in torque is not transmitted to the driven part. .. For example, the second disengagement clutch is disengaged to start the internal combustion engine by a (starter) generator. Alternatively, a separate starter is provided to disengage the first disengagement clutch. If the second shut-off clutch is engaged while the drive shaft is shut off from the generator shaft by the first cut-off clutch, the drive shaft reaches (almost) the same number of revolutions with respect to the driven portion. No, the first shutoff clutch is engaged. Alternatively, while the second disengagement clutch is open, the first disengagement clutch remains engaged after the time of start or after the subsequent time (synchronized independently of the driven part). Up to. The second cutoff clutch is engaged only when the rotation speed assimilation between the transmission mechanism input side and the generator shaft is achieved. The number of revolutions of the transmission mechanism input shaft is precisely controllable and adjustable via electrical machinery and / or via electrical motor brakes (regeneration). The switching step can be carried out quickly so that the driver does not notice the rotation speed assimilation. A pair of teeth in a switchable cylindrical gear transmission mechanism (Stirnradgetriebe), preferably located in a fixed torque path, where the teeth overlap (Zahn-auf) when torque should be transmitted. -Zahn-Stellung), slow and / or weak torque rotation by electromechanical and / or generator can be performed prior to the introduction of the desired (larger) torque, so the teeth Pairs engage without torque jumps.

このような（力－）形状結合式のクラッチは、このクラッチが特に小さな構造空間しか必要とせず、通常の運転に対して少ない付加的な構成要素しか必要としないという利点を有している。軸方向の作動装置、たとえば圧力源に対する切替え可能な圧力弁だけが、遮断クラッチを締結しまたは解放するために、必要である。 Such a (force-) shape-coupling clutch has the advantage that it requires only a particularly small structural space and requires few additional components for normal operation. Only an axial actuator, such as a switchable pressure valve for the pressure source, is required to engage or disengage the shut-off clutch.

ハイブリッド－パワートレーンの有利な実施形態によれば、伝動機構は出力側で被動部に分離不能に接続されている。 According to an advantageous embodiment of the hybrid-power train, the transmission mechanism is inseparably connected to the driven portion on the output side.

上述の各実施形態と明確に互換性であるこの実施形態では、伝動機構の被動側に別の遮断クラッチ、特に摩擦クラッチが設けられていない。可変の変速比を備える伝動機構および／またはたとえば電気機械および場合によっては付加的に電気的な駆動モータとしての発電機による純粋に電気的な始動では、穏やかな始動が純粋に電気的に制御可能にされており、これにより持続的に介在するクラッチ、特に摩擦クラッチを介した効率損失は不要である。したがって、電気機械と被動部との間で固定的なトルク伝達が達成されており、伝動機構エレメントを除いて、効率損失が生じない。 In this embodiment, which is clearly compatible with each of the above-described embodiments, another shutoff clutch, particularly a friction clutch, is not provided on the driven side of the transmission mechanism. With a transmission mechanism with a variable gear ratio and / or a purely electrical start with a generator, for example an electric machine and possibly an additionally electrical drive motor, a gentle start can be purely electrically controlled. This eliminates the need for efficiency loss through a continuously intervening clutch, especially a friction clutch. Therefore, fixed torque transmission is achieved between the electromechanical machine and the driven portion, and no efficiency loss occurs except for the transmission mechanism element.

ハイブリッド－パワートレーンの有利な実施形態によれば、伝動機構は巻掛け式伝動機構である。 According to an advantageous embodiment of the hybrid-power train, the transmission mechanism is a winding transmission mechanism.

この有利な実施形態によれば、巻掛け式伝動機構が電気機械と内燃機関との間に設けられている。この巻掛け式伝動機構により、無段階に変更可能な変速比が調節可能である。このような巻掛け式伝動機構は、たとえばＣＶＴ（英語：continuously variable transmission）と呼ばれる。 According to this advantageous embodiment, a winding type transmission mechanism is provided between the electric machine and the internal combustion engine. With this winding type transmission mechanism, the gear ratio that can be changed steplessly can be adjusted. Such a winding type transmission mechanism is called, for example, a CVT (English: continuously variable transmission).

これにより、電気機械は小さな回転数かつ／または低い回転数スパンで使用可能であり、これによって小さな構造サイズの電気機械が使用可能である。代替的には、プラネタリ伝動機構が、巻掛け式伝動機構と電気機械との間に介在しているので、電気機械の回転数は従来の内燃機関に比べて高く、同時にトルクは小さい。プラネタリ伝動機構は、所望の値へとトルクを増し、回転数を下げ、たとえば（伝動機構入力側で）３０００ｒｐｍ（１分間に３０００回転）～７０００ｒｐｍの回転数領域を、２５０Ｎｍの最大トルクで使用可能である。プラネタリ伝動機構は、大きな回転数減少を小さな軸方向の構造空間で、少ない歯の対に基づいて円筒歯車伝動機構に比べて高い効率で可能にする。 This allows the electrical machine to be used at low speeds and / or low speed spans, which allows small structural size electrical machines to be used. Alternatively, since the planetary transmission mechanism is interposed between the winding type transmission mechanism and the electric machine, the rotation speed of the electric machine is higher than that of the conventional internal combustion engine, and at the same time, the torque is small. The planetary power transmission mechanism increases the torque to the desired value and lowers the rotation speed, for example, the rotation speed range of 3000 rpm (3000 rotations per minute) to 7000 rpm (on the transmission mechanism input side) can be used with a maximum torque of 250 Nm. Is. The planetary transmission mechanism enables a large reduction in rotation speed in a small axial structural space with higher efficiency than a cylindrical gear transmission mechanism based on a small number of tooth pairs.

ハイブリッド－パワートレーンの有利な実施形態によれば、ロータシャフトと伝動機構との間のトルク伝達経路に、第３の遮断クラッチが配置されており、ロータシャフトが、巻掛け式伝動機構を迂回して直接に被動部に、好適には分離不能に結合されている。 According to an advantageous embodiment of the hybrid-power train, a third breaking clutch is arranged in the torque transmission path between the rotor shaft and the transmission mechanism, the rotor shaft bypassing the winding transmission mechanism. It is preferably inseparably coupled directly to the driven portion.

この有利な実施形態では、ロータシャフトと伝動機構の入力側との間に第３の遮断クラッチが設けられており、この第３の遮断クラッチにより、伝動機構入力側からのロータシャフトの切離しが可能になっている。さらに、直接駆動部（Direktgang）を介した電気機械から被動部への直接的なトルク伝達が可能になっているので、伝動機構を介した比較的大きな効率損失が回避されている。電気機械と被動部との間のこのように形成された直接駆動部は、提供可能なトルクを増大する始動のために、または駆動輪において比較的高い回転数が要求されるが、高いトルクは要求されない（通常の）電気的な走行のために、調整されている。それぞれの別の場合のために、トルク伝達経路は、締結された第３の遮断クラッチを介して伝動機構を通って伝達される。 In this advantageous embodiment, a third cutoff clutch is provided between the rotor shaft and the input side of the transmission mechanism, and the third cutoff clutch enables the rotor shaft to be separated from the input side of the transmission mechanism. It has become. Further, since the torque can be directly transmitted from the electric machine to the driven portion via the direct drive portion (Direktgang), a relatively large efficiency loss via the transmission mechanism is avoided. The directly driven part thus formed between the electromechanical and the driven part requires a relatively high number of revolutions for a start to increase the torque it can provide, or in the drive wheels, but with a high torque. Adjusted for unsolicited (normal) electrical driving. For each different case, the torque transmission path is transmitted through the transmission mechanism via the engaged third shutoff clutch.

第３の遮断クラッチは、好適には、上述のような（力－）形状結合式のクラッチである。つまり、ロータシャフトは、第３の遮断クラッチが締結され得る前に、まず伝動機構入力シャフトに対して同期化しなければならない。 The third disengagement clutch is preferably a (force-) shape-coupled clutch as described above. That is, the rotor shaft must first be synchronized with the transmission mechanism input shaft before the third shutoff clutch can be engaged.

被動部に対して、ロータシャフトは直接駆動部において好適には円筒歯車段を介して特に小さな効率損失で接続されている。ロータシャフトは、好適には直接駆動部を介して分離不能に被動部に接続されている。つまり、電気機械と被動部との間に別の遮断クラッチは設けられていない。第３の遮断クラッチが締結されると、さらにトルクがこの直接駆動部を介して被動部へと流れる。これに関連する効率損失は、発電機および／または内燃機関からの付加的なトルクを介して補償可能である。 The rotor shaft is directly connected to the driven portion in the drive portion, preferably via a cylindrical gear stage, with a particularly small efficiency loss. The rotor shaft is preferably inseparably connected to the driven portion via a direct drive portion. That is, no separate shutoff clutch is provided between the electric machine and the driven portion. When the third disengagement clutch is engaged, further torque flows to the driven portion via this direct drive portion. The efficiency loss associated with this can be compensated for via additional torque from the generator and / or internal combustion engine.

ハイブリッド－パワートレーンの有利な実施形態によれば、電気機械および／または発電機が両回転方向で運転可能である。 According to an advantageous embodiment of the hybrid-power train, the electric machine and / or the generator can operate in both directions of rotation.

この実施形態によれば、電気機械は同様に逆方向にも運転可能である。代替的にまたは補足的に、発電機は駆動モータとして両回転方向で運転可能である。これにより、単に電気的に後退走行が可能であるので、後退伝動機構は不要である。 According to this embodiment, the electric machine can be operated in the reverse direction as well. Alternatively or supplementarily, the generator can operate in both directions as a drive motor. As a result, it is possible to simply electrically move backward, so that a backward transmission mechanism is unnecessary.

たとえば上述の説明による、巻掛け式伝動機構を備えた好適な実施形態では、逆方向の回転方向のために遮断クラッチ、たとえば上述の説明による第３の遮断クラッチが設けられているので、巻掛け式伝動機構は１つの方向だけで運転されている。このことは、巻掛け式伝動機構の設計を容易にする。なぜならば、常に巻掛け手段の同一のベルトが張り側区分（Lasttrum）を形成し、したがって効率の上昇が可能になっているからである。 For example, in a preferred embodiment with a wrap-around transmission mechanism as described above, a shut-off clutch, eg, a third break-off clutch as described above, is provided for reverse rotation. The type transmission mechanism is operated in only one direction. This facilitates the design of the winding transmission mechanism. This is because the same belt of the winding means always forms the lasttrum, which allows for increased efficiency.

別の態様によれば、本発明は上述の説明による実施形態のハイブリッド－パワートレーンを含む自動車に関する。被動部は、少なくとも１つの駆動輪を有している。 According to another aspect, the invention relates to an automobile comprising the hybrid-powertrain of the embodiments described above. The driven portion has at least one drive wheel.

ハイブリッド－パワートレーンを備えた自動車は、多数の個別の駆動構成要素に基づいて極めて小さな構造空間を有している。したがって、小さな構造サイズのハイブリッド－パワートレーンまたは構成要素のフレキシブルに構成可能な配列を有するハイブリッド－パワートレーンを使用することが特に有利である。 Vehicles with hybrid-powertrains have a very small structural space based on a large number of individual drive components. Therefore, it is particularly advantageous to use a hybrid-power train with a small structural size or a hybrid-power train with a flexibly configurable arrangement of components.

この問題は、欧州分類による小型車クラスの乗用車で先鋭化される。小型車クラスの乗用車で使用される機能ユニットは、より大きな車クラスの乗用車に比べて著しく小型化されているわけではない。それにもかかわらず、小型車で使用することができる構造空間は著しく小さい。本明細書において提案されるハイブリッド－パワートレーンは、コンパクトに構成可能であり、構成要素の配列に関して特にフレキシブルである。 This problem is sharpened in small car class passenger cars according to the European classification. The functional units used in small car class passenger cars are not significantly smaller than larger car class passenger cars. Nevertheless, the structural space that can be used in small cars is significantly smaller. The hybrid-powertrains proposed herein are compactly configurable and particularly flexible with respect to the arrangement of components.

好適には、発電機が、内燃機関の駆動シャフトに対して同軸的に軸方向で重畳して配置されている。トルクコンバータと、好適にはスリップするクラッチとは、ハイブリッド－パワートレーン全体において設けられていない。これにより、よりコンパクトな構造と、高い効率とが達成される。さらに、スリップなしに全ての所望の切替え状態が調節可能である遮断クラッチの単純なコンセプトが使用可能である。 Preferably, the generator is arranged coaxially and axially with respect to the drive shaft of the internal combustion engine. The torque converter and preferably the slipping clutch are not provided throughout the hybrid-powertrain. This achieves a more compact structure and higher efficiency. In addition, a simple concept of a break clutch is available in which all desired switching states are adjustable without slip.

乗用車は、たとえばサイズ、価格、重量および出力による車両クラスに割り当てられる。この定義は、市場の要求により常に変化にさらされている。米国市場では、欧州分類による小型車および超小型車クラスの自動車は、サブコンパクトカーのクラスに割り当てられ、英国市場ではスーパーミニまたはシティ・カーのクラスに対応する。超小型車の例は、Ｖｏｌｋｓｗａｇｅｎの「ｕｐ！」またはＲｅｎａｕｌｔの「Ｔｗｉｎｇｏ」である。小型車クラスの例は、Ａｌｆａ Ｒｏｍｅｏの「Ｍｉｔｏ」、Ｖｏｌｋｓｗａｇｅｎの「Ｐｏｌｏ」、Ｆｏｒｄの「Ｆｉｅｓｔａ」またはＲｅｎａｕｌｔの「Ｃｌｉｏ」である。小型車クラスの公知のフルハイブリッドは、ＢＭＷの「ｉ３」、Ａｕｄｉの「Ａ３ ｅ－ｔｒｏｎ」またはトヨタの「Ｙａｒｉｓ Ｈｙｂｒｉｄ」である。 Passenger cars are assigned to vehicle classes by size, price, weight and output, for example. This definition is constantly subject to change due to market demands. In the US market, small and microcar class vehicles according to the European classification are assigned to the subcompact car class, and in the UK market they correspond to the supermini or city car class. Examples of microcars are Volkswagen's "up!" Or Renault's "Twingo." Examples of compact car classes are Alfa Romeo's "Mito", Volkswagen's "Polo", Ford's "Fiesta" or Renault's "Clio". Known full hybrids in the compact car class are the BMW "i3", the Audi "A3 e-tron" or the Toyota "Yaris Hybrid".

上記で説明した本発明を、該当する技術的な背景につき、好適な構成を示す添付の図面を参照しながら以下で詳細に説明する。本発明は純粋に概略的な図面によっていかなる形式でも制限されない。図面は正しい寸法ではなく、サイズ比を定義するためには適していない。 The invention described above will be described in detail below with reference to the accompanying drawings showing suitable configurations for the relevant technical background. The present invention is not limited in any form by purely schematic drawings. The drawings are not the correct dimensions and are not suitable for defining size ratios.

縦型配列のハイブリッド－パワートレーンを備えた自動車の概略図である。It is a schematic diagram of a car equipped with a hybrid-power train in a vertical arrangement. 横型配列の自動車用のハイブリッド－パワートレーンの概略図である。It is a schematic diagram of a hybrid-power train for an automobile in a horizontal arrangement.

図１には、ハイブリッド－パワートレーン１を備えた自動車１４が概略的に図示されている。このハイブリッド－パワートレーン１では、内燃機関２と電気機械６とが縦型配列で、つまり内燃機関２の内燃機関軸線２２と電気機械６のロータ軸線２４とが自動車１４の長手方向軸線２１に対して平行に位置調整されている。発電機軸線２３は、同様に整合して、内燃機関軸線２２とロータ軸線２４と一緒に配置されている。電気機械６のロータシャフト７は、入力側で、巻掛け式伝動機構として構成された伝動機構８の第１の円錐プーリ対１８に接続されている。伝動機構８は、トルクを無段式に変向可能に巻掛け手段１７および第２の円錐プーリ対１９を介して伝達可能である。出力側で、伝動機構８は、ここでは円筒歯車伝動機構３０によって、被動部９に接続されている。被動部９は、図１の図面では、必要に応じて、左前輪１５へのトルクと右前輪１６へのトルクとにトルクを分配するディファレンシャル２５を含んでいる。最適な実施形態では、リヤアクスル、つまり左後輪２７および右後輪２８が被動部９として接続可能であるか、または自動車１４の推進のために持続的に使用可能である。内燃機関２または内燃機関２の駆動シャフト３と、入力側の第１の円錐プーリ対１８との間には、発電機４が介在している。発電機４は、好適には電気的な駆動モータとして使用可能である。この場合、発電機シャフト５と駆動シャフト３との間には、第１の遮断クラッチ１１が設けられている。第１の遮断クラッチ１１は、一実施形態によれば力－形状結合式（kraft-formschluessig）の遮断クラッチである。発電機シャフト５と、入力側の第１の円錐プーリ対１８との間には、さらに第２の遮断クラッチ１２が設けられている。この第２の遮断クラッチ１２は、たとえば摩擦クラッチとして構成されている。好適な実施形態では、第１の遮断クラッチ１１が、摩擦クラッチ、たとえば発電機のロータ内で同軸的に重畳された多板クラッチであり、第２の遮断クラッチ１２が、（力－）形状結合式のクラッチである。特に好適には、両方の遮断クラッチ１１，１２が、（力－）形状結合式に構成されている。任意で、ロータシャフト７と、入力側の第１の円錐プーリ対１８との間に第３の遮断クラッチ１３が設けられている。この場合、（破線矢印で図示された）直接駆動部３１が、たとえば円筒歯車伝動機構を介して、ロータシャフト７と被動部９との間で形成されている。図１に示した例では、ハイブリッド－パワートレーン１は、ドライバキャビン２０の前方または部分的にドライバキャビン２０の下に配置されている。好適には、図面は、実際の実施形態に対して長手方向で延伸されて図示されているので、内燃機関２および電気機械７は、ドライバキャビン２０の前に配置されている。 FIG. 1 schematically illustrates an automobile 14 with a hybrid-power train 1. In this hybrid-power train 1, the internal combustion engine 2 and the electric machine 6 are arranged vertically, that is, the internal combustion engine axis 22 of the internal combustion engine 2 and the rotor axis 24 of the electric machine 6 are relative to the longitudinal axis 21 of the automobile 14. The position is adjusted in parallel. The generator axis 23 is similarly aligned and arranged together with the internal combustion engine axis 22 and the rotor axis 24. The rotor shaft 7 of the electric machine 6 is connected to the first conical pulley pair 18 of the transmission mechanism 8 configured as a winding type transmission mechanism on the input side. The transmission mechanism 8 can transmit torque in a steplessly convertible manner via the winding means 17 and the second conical pulley pair 19. On the output side, the transmission mechanism 8 is connected to the driven portion 9 by a cylindrical gear transmission mechanism 30 here. In the drawing of FIG. 1, the driven portion 9 includes a differential 25 that distributes the torque to the torque to the left front wheel 15 and the torque to the right front wheel 16 as needed. In an optimal embodiment, the rear axle, i.e., the left rear wheel 27 and the right rear wheel 28, can be connected as a driven portion 9 or can be continuously used for propulsion of the vehicle 14. A generator 4 is interposed between the internal combustion engine 2 or the drive shaft 3 of the internal combustion engine 2 and the first conical pulley pair 18 on the input side. The generator 4 can preferably be used as an electric drive motor. In this case, a first cutoff clutch 11 is provided between the generator shaft 5 and the drive shaft 3. The first breaking clutch 11 is, according to one embodiment, a force-formschluessig breaking clutch. A second breaking clutch 12 is further provided between the generator shaft 5 and the first conical pulley pair 18 on the input side. The second disengagement clutch 12 is configured as, for example, a friction clutch. In a preferred embodiment, the first breaking clutch 11 is a friction clutch, eg, a multi-plate clutch coaxially superimposed in the rotor of a generator, and the second breaking clutch 12 is a (force-) shape coupling. It is a type of clutch. Particularly preferably, both the breaking clutches 11 and 12 are configured in a (force-) shape coupling type. Optionally, a third breaking clutch 13 is provided between the rotor shaft 7 and the first conical pulley pair 18 on the input side. In this case, a direct drive portion 31 (shown by a dashed arrow) is formed between the rotor shaft 7 and the driven portion 9 via, for example, a cylindrical gear transmission mechanism. In the example shown in FIG. 1, the hybrid-power train 1 is located in front of or partially below the driver cabin 20. Preferably, the internal combustion engine 2 and the electric machine 7 are arranged in front of the driver cabin 20 because the drawings are shown stretched longitudinally with respect to the actual embodiment.

図２には、ハイブリッド－パワートレーン１が概略的に図示されている。このハイブリッド－パワートレーン１は、横型配列のために位置調整されているので、内燃機関軸線２２と、ロータ軸線２４と、ここでは発電機軸線２３も、自動車１４（図１を参照）内で長手方向軸線２１に対して直交する横方向に配置することができる。対応して、被動部９は、ディファレンシャル２５のシフトパターン内に示唆されている。これとは関係なく、ハイブリッド－パワートレーン１の図１に示した配置に対する別の任意の代替形態では、たとえば切替え可能な段階式伝動機構である伝動機構８が示されている。ここでは、巻掛け式伝動機構も同様に使用可能である。さらに、図１に示した実施形態とは異なり、発電機４は単に伝動機構側の第２の遮断クラッチ１２を有している（図１に示したような第１の遮断クラッチ１１は有していない）。この第２の遮断クラッチ１２は、内燃機関２により蓄電池をチャージすることを可能にする一方で、電気機械６は、トルクを被動部９に引き渡す。これとは関係なしに、図１に示したハイブリッド－パワートレーン１に対する別の任意の代替形態では、駆動シャフト３が、さらにデュアルマスフライホイール２９を有している。このデュアルマスフライホイール２９は、トルク変動を減衰するので、対応する振動負荷は、発電機シャフト５、伝動機構８および被動部９に伝達されない。図１および図２に示した実施形態が、上述の実施例の枠内における構成要素の別の組成のために構成可能であり、好適には両図面の任意の特徴はそれぞれ交換可能または個別に補足可能であることを示唆しておく。 FIG. 2 schematically illustrates the hybrid-power train 1. Since this hybrid-power train 1 is positioned for a horizontal arrangement, the internal combustion engine axis 22, the rotor axis 24, and here the generator axis 23, are also longitudinal in the vehicle 14 (see FIG. 1). It can be arranged in the horizontal direction orthogonal to the direction axis 21. Correspondingly, the driven portion 9 is suggested in the shift pattern of the differential 25. Regardless of this, another optional alternative to the arrangement shown in FIG. 1 of the hybrid-power train 1 shows, for example, a transmission mechanism 8 which is a switchable stepwise transmission mechanism. Here, a winding type transmission mechanism can be used as well. Further, unlike the embodiment shown in FIG. 1, the generator 4 simply has a second shut-off clutch 12 on the transmission mechanism side (a first break-off clutch 11 as shown in FIG. 1). Not). The second shutoff clutch 12 allows the internal combustion engine 2 to charge the storage battery, while the electric machine 6 delivers torque to the driven portion 9. Regardless of this, in another optional alternative to the hybrid-powertrain 1 shown in FIG. 1, the drive shaft 3 further comprises a dual mass flywheel 29. Since the dual mass flywheel 29 attenuates torque fluctuations, the corresponding vibration load is not transmitted to the generator shaft 5, the transmission mechanism 8 and the driven portion 9. The embodiments shown in FIGS. 1 and 2 are configurable for different compositions of components within the framework of the embodiments described above, preferably any features of both drawings are interchangeable or individually. It is suggested that it is possible to supplement.

本明細書において提案されるハイブリッド－パワートレーンにより、小さな構造空間で多数の切替え状態が、切替え状態の調節の支配可能な複雑さのもとで可能になる。 The hybrid-powertrain proposed herein allows for a large number of switching states in a small structural space under the controllable complexity of adjusting the switching states.

１ ハイブリッド－パワートレーン
２ 内燃機関
３ 駆動シャフト
４ 発電機
５ 発電機シャフト
６ 電気機械
７ ロータシャフト
８ 伝動機構
９ 被動部
１１ 第１の遮断クラッチ
１２ 第２の遮断クラッチ
１３ 第３の遮断クラッチ
１４ 自動車
１５ 左前輪
１６ 右前輪
１７ 巻掛け手段
１８ 第１の円錐プーリ対
１９ 第２の円錐プーリ対
２０ ドライバキャビン
２１ 長手方向軸線
２２ 内燃機関軸線
２３ 発電機軸線
２４ ロータ軸線
２５ ディファレンシャル
２７ 左後輪
２８ 右後輪
２９ デュアルマスフライホイール
３０ 円筒歯車段伝動機構
３１ 直接駆動部 1 Hybrid-power train 2 Internal combustion engine 3 Drive shaft 4 Generator 5 Generator shaft 6 Electric machine 7 Rotor shaft 8 Transmission mechanism 9 Driven part 11 First cutoff clutch 12 Second cutoff clutch 13 Third cutoff clutch 14 Automobile 15 Left front wheel 16 Right front wheel 17 Winding means 18 First conical pulley pair 19 Second conical pulley pair 20 Driver cabin 21 Longitudinal axis 22 Internal combustion engine axis 23 Generator axis 24 Rotor axis 25 Differential 27 Left rear wheel 28 Right Rear wheel 29 Dual mass flywheel 30 Cylindrical gear stage transmission mechanism 31 Direct drive unit

Claims (10)

ハイブリッド－パワートレーン（１）であって、少なくとも以下の構成要素、すなわち
トルクを引き渡すための駆動シャフト（３）を備えた内燃機関（２）と、
トルクを電気エネルギに変換するための発電機シャフト（５）を備えた発電機（４）と、
トルクを引き渡すためのロータシャフト（７）を備えた電気機械（６）と、
前記駆動シャフト（３）のトルクおよび前記ロータシャフト（７）のトルクを伝達するために調整されている伝動機構（８）と、
前記内燃機関（２）および／または前記電気機械（６）により入力されたトルクの消費器としての被動部（９）と、
前記駆動シャフト（３）から前記被動部（９）へのトルク伝達を接続し、また遮断するための少なくとも１つの遮断クラッチ（１１，１２）と、
を有している、ハイブリッド－パワートレーン（１）において、
前記発電機（４）が、前記駆動シャフト（３）と前記伝動機構（８）との間のトルク伝達経路内に配置されており、
前記発電機（４）は、電気的な駆動モータとしても運転可能であり、前記遮断クラッチ（１１，１２）が前記駆動シャフト（３）から前記被動部（９）へのトルク伝達を接続する際に、前記発電機（４）の回転数は、前記駆動シャフト（３）と前記伝動機構（８）の入力側との間の相対回転数が少なくとも十分にゼロに接近するように制御されることを特徴とする、ハイブリッド－パワートレーン（１）。 A hybrid-power train (1) with at least the following components, an internal combustion engine (2) with a drive shaft (3) for delivering torque:
A generator (4) equipped with a generator shaft (5) for converting torque into electrical energy, and
An electric machine (6) equipped with a rotor shaft (7) for delivering torque, and
A transmission mechanism (8) adjusted to transmit the torque of the drive shaft (3) and the torque of the rotor shaft (7), and
A driven portion (9) as a consumer of torque input by the internal combustion engine (2) and / or the electric machine (6).
With at least one disengagement clutch (11, 12) for connecting and disengaging torque transmission from the drive shaft (3) to the driven portion (9).
In the hybrid-power train (1), which has
The generator (4) is arranged in a torque transmission path between the drive shaft (3) and the transmission mechanism (8) .
The generator (4) can also be operated as an electric drive motor, and when the disconnection clutch (11, 12) connects the torque transmission from the drive shaft (3) to the driven portion (9). In addition, the rotation speed of the generator (4) is controlled so that the relative rotation speed between the drive shaft (3) and the input side of the transmission mechanism (8) is at least sufficiently close to zero. Hybrid-power train (1). 前記遮断クラッチのうちの第１の遮断クラッチ（１１）が、前記発電機（４）に対して内燃機関側に配置されており、前記駆動シャフト（３）と前記発電機シャフト（５）との間のトルク伝達が、前記遮断クラッチ（１１）により遮断可能であり、前記第１の遮断クラッチ（１１）が、軸方向で重畳して前記発電機（４）に接続されている、請求項１記載のハイブリッド－パワートレーン（１）。 The first disengagement clutch (11) of the disengagement clutches is arranged on the internal combustion engine side with respect to the generator (4), and the drive shaft (3) and the generator shaft (5) are arranged. The engine can be interrupted by the disengagement clutch (11), and the first disengagement clutch (11) is superposed in the axial direction and connected to the generator (4). 1. The hybrid-power train (1) according to 1. 前記発電機（４）に対して伝動機構側に、前記遮断クラッチのうちの第２の遮断クラッチ（１２）が配置されており、該第２の遮断クラッチ（１２）により、前記内燃機関（２）と前記伝動機構（８）との間のトルク伝達が遮断可能である、請求項２記載のハイブリッド－パワートレーン（１）。 A second cutoff clutch (12) of the cutoff clutch is arranged on the transmission mechanism side with respect to the generator (4), and the internal combustion engine (2) is provided by the second cutoff clutch (12). The hybrid-power train (1) according to claim 2 , wherein the torque transmission between the transmission mechanism (8) and the transmission mechanism (8) can be cut off. 前記駆動シャフト（３）が、切離し可能な前記発電機シャフト（５）を介して単に間接的に巻掛け式伝動機構（８）に接続されている、請求項３記載のハイブリッド－パワートレーン（１）。 The hybrid-power train (1) of claim 3 , wherein the drive shaft (3) is simply indirectly connected to the winding transmission mechanism (8) via the detachable generator shaft (5). ). 前記第１の遮断クラッチ（１１）および／または前記第２の遮断クラッチ（１２）が、形状結合式のクラッチまたは形状－力結合式のクラッチである、請求項４記載のハイブリッド－パワートレーン（１）。 The hybrid according to claim 4, wherein the first disengagement clutch (11) and / or the second disengagement clutch (12) is a shape-coupling clutch or a shape-force-coupling clutch. Power train (1). 前記伝動機構（８）が、出力側で前記被動部（９）に分離不能に接続されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のハイブリッド－パワートレーン（１）。 The hybrid-power train (1) according to any one of claims 1 to 5, wherein the transmission mechanism (8) is inseparably connected to the driven portion (9) on the output side. 前記伝動機構（８）が、巻掛け式伝動機構である、請求項１から６までのいずれか１項記載のハイブリッド－パワートレーン（１）。 The hybrid-power train (1) according to any one of claims 1 to 6, wherein the transmission mechanism (8) is a winding type transmission mechanism. 前記ロータシャフト（７）と前記伝動機構（８）との間のトルク伝達経路に、第３の遮断クラッチ（１３）が配置されており、前記ロータシャフト（７）が、前記巻掛け式伝動機構（８）を迂回して直接に被動部（９）に分離不能に接続されている、請求項７記載のハイブリッド－パワートレーン（１）。 A third cutoff clutch (13) is arranged in the torque transmission path between the rotor shaft (7) and the transmission mechanism (8), and the rotor shaft (7) is the winding type transmission mechanism. The hybrid-power train (1) according to claim 7 , which bypasses (8) and is directly and inseparably connected to the driven portion (9). 前記電気機械（６）および／または前記発電機（４）が、両回転方向で運転可能である、請求項１から８までのいずれか1項記載のハイブリッド－パワートレーン（１）。 The hybrid-power train (1) according to any one of claims 1 to 8, wherein the electric machine (6) and / or the generator (4) can operate in both rotation directions. 請求項９に記載のハイブリッド－パワートレーン（１）を含む自動車（１４）であって、被動部（９）が少なくとも１つの駆動輪（１５，１６）を有している、自動車（１４）。 A vehicle (14) comprising the hybrid-power train (1) of claim 9, wherein the driven portion (9) has at least one drive wheel (15, 16).
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